动车运用所LU设备与不落轮镟床共线设置新工艺研究

2020-06-19周尧

工程技术研究 2020年10期

周尧

（中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031）

近年来，我国高速铁路事业保持快速发展，截至2019年底，全国共配属动车组3665标准组、29319辆，中国高速动车组数量约占世界高速列车总数的3/4。

动车运用所承担所在车站始发、终到动车组的运用和检修，对配属动车组进行一、二级修和临修作业。目前，根据《中国铁路总公司关于明确动车组运用检修设施及设备配置标准的通知》（铁总运〔2015〕185号），动车运用所均配置了不落轮镟床、LU设备，并配套有专用作业库和检修线。

动车组车轮LU探伤周期18万～25万km、轮对镟修周期20万～30万km。双轴不落轮镟床镟修一个转向架的有效作业时间约40min、LU设备探伤一节车厢的有效作业时间约34min，即1台不落轮镟床与LU设备同步进行工作时，可以满足LU设备不影响轮对镟修工作节拍；2台不落轮镟床与LU设备同步进行工作时，可以满足LU设备工作节拍与轮对镟修工作节拍一致。考虑到两种设备作业周期、作业时间（节拍）上基本匹配，在此背景下，为提高动车运用所专项检修效率、降低动车组运用成本，某动车运用所扩建同步实施工程Ⅰ类变更设计临修不落轮镟库内采用了一种将LU设备与不落轮镟床共线设置、同步作业的新检修工艺。

1 共线设置方案优点

LU设备与不落轮镟床共线设置工艺是将车轮探伤作业和车轮镟修作业安排在同一条股道，通过动车组流水线作业模式实现整合检修。根据车轮探伤和镟修的特点，将LU探伤工位布置于镟修工位之后，和传统车轮探伤、镟修工艺分散于检查库、临修不落轮镟库作业相比具有以下主要优点：

（1）提高探伤作业质量。车轮是影响动车组安全行驶的关键部件，镟修后的车轮踏面和轮辋内侧面形状规整、表面光洁，为LU设备探伤提供了良好的耦合条件，可以提高探伤精度，减少误报率，确保高速列车安全运营。

（2）减少所内调车作业次数。根据现场调研，目前动车运用所内单次专项修（轮对镟修或车轮探伤）动车组调车转线过程平均耗时约1h。采用LU设备与不落轮镟床共线设置方案后，可减少动车组中途调车作业1次，简化了检修计划和车辆调度，降低了动车运用所内一体化作业风险。

（3）减少检查库线占用。将动车组轮对旋修与LU探伤作业整合，可提高临修不落轮镟库线利用率，释放原LU探伤作业占用的检查库线，缓解检查库线一、二级修能力紧张的局面，提高检查库线作业效率。（4）提高动车组周转使用效率。目前动车组轮对镟修和LU探伤作业大多执行1次专项修扣车，一般耗时2d。采用共线方案后，动车组轮对镟修和LU探伤作业可同步安排实施，1列标准组动车轮对镟修和LU探伤作业时间总共需1d，可节约50%检修时间，提高了动车组周转使用效率。

按1列标准动车组每年运行50万km计算，需进行2.5次镟轮及LU探伤作业扣修，1年可减少扣修时间2.5d。按八线检查库动车所配属80组动车组计算，1年可增加客运收入约6000万元【2.5d×80组×30万元 /（组•d）】，经济性良好。

2 共线工艺设计

（1）工况概述。不落轮镟床工作时，一次镟修1个转向架上的2条轮对；LU设备在与镟轮作业配合工作时，由于镟轮作业的位置、转向架之间的距离是确定的，从而使同列车组在探伤区域内的工位也是确定的。故共线工艺设计重难点在于确定LU设备与不落轮镟床间距、LU设备作业区长度。

（2）LU设备与不落轮镟床间距。双轴不落轮镟床额定功率为200kW，运转时会对LU设备产生潜在的电磁干扰。而且，由于不落轮镟床和LU设备同步工作，若各自检修的转向架位于同一节车厢，则2个设备对轮对进行顶升和复位的过程中的车体振动将传递至另一设备，影响另一设备的作业精度。为避免前述问题的发生，考虑将不落轮镟床与LU设备分别设于2个基坑（地沟）内，并间隔1节车厢的全轴距，以保证2套设备同步工作，互不干扰。

（3）共线检修工艺流程。由于LU设备与不落轮镟床之间间隔了1节车厢的全轴距，当镟修第1节车厢2个转向架上的轮对时，LU设备处于实车检测的等待状态，进行样板轮对校验作业；当镟修第3节车1#转向架轮对时，LU设备开始检测第1节1#转向架轮对；当镟修第4节车2#转向架轮对时，LU设备检测第2节车2#转向架轮对，以此类推。

（4）LU设备地沟长度。由于不同车型的动车组，其相邻车的轴距不同、转向架中心距不同，LU设备地沟长度设计应兼容CRH、CR系列各型动车组。以四轴不落轮镟床为例（可兼顾双轴工况），通过对不落轮镟床厂家的调研，其四轴同时工作的定位基准是以13900mm长度基坑的中心线偏右1125mm正对转向架右轮中心。通过对 CRH1、2、3、5、380A、380B、380D 和CR400动车组放样模拟测算得到如下布局尺寸要求：LU设备地沟长33m、LU设备地沟与不落轮镟床基坑间距19m，保证不落轮镟床定位后，LU设备在探伤最短车型、最长车型时，LU设备端部距离地沟端部均有约2m安全余量，如图1所示。

图1 各车型模拟放样图（单位：mm）

3 共线实施方案

（1）临修不落轮镟库平面布置。某动车运用所扩建同步实施工程Ⅰ类变更设计在临修不落轮镟库内采用不落轮镟床与LU探伤设备共线的工艺设计方案，其库房轴线尺寸按102m×30m（24m+6m边跨）设置。库内临修换轮区采用低地面（-0.95m），临修台位设有顶层作业平台，库内配有不落轮镟床（双轴）、转向架更换设备、LU设备、电动双梁桥式起重机（10t）等设备。

库内LU探伤作业区采用低地面（-0.95m），为了便于叉车搬运LU校验轮对进入LU探伤作业区及库内多工种使用，最终按LU设备地沟长度32m、LU设备地沟端部与相邻不落轮镟床基坑坑壁间距20m实施。在满足工艺要求的前提下，减少了LU设备在检测最短车型时探伤设备端部与地沟端部的安全距离。临修不落轮镟库设备平面布置图如图2所示。

（2）主要工程内容。采用共线工艺新方案的临修不落轮镟库（102m库长）与常规设计的临修不落轮镟库（66m库长）主要基建工程内容及投资差异对照如表1所示。

图2 不落轮镟床与LU设备共线工艺布置方案实例（单位：mm）

从表1可以看出，临修不落轮镟库内采用不落轮镟床与LU探伤设备共线的工艺设计方案与传统方案相比，基建工程投资估算增加约806万元；但每组动车组每年可增加2.5d上线时间，1年可增加客运收入约6000万元【2.5d×80组×30万元 /（组•d）】，投资回收期估算约0.13年，经济性良好。

（3）设计注意事项。①由于不落轮镟床工作时，会对LU设备产生电磁干扰，因此LU设备走行轨道必须设计良好的接地，以降低对LU设备的干扰；②需要增加设计LU设备、镟轮设备、公铁两用车三者之间的联控互锁系统，以保证LU设备、镟轮设备在工作状态时公铁两用车不能工作；公铁两用车进入行车准备状态时，LU设备、镟轮设备设备不能启动工作；③临修不落轮镟库常规仅设置动车组管理信息系统局域网，增设LU探伤设备后，为满足探伤数据上传要求，LU探伤作业区需具备无线网络覆盖，带宽不小于54Mbps。